ラット新生児初代アストロサイト培養物において、電離放射線はSTAT3シグナル伝達経路を介して血管内皮増殖因子の発現を調節する

Ionizing radiation modulates vascular endothelial growth factor expression through STAT3 signaling pathway in rat neonatal primary astrocyte cultures.

• Guijuan Zhou
• Yan Xu
• Bing He
• Rundong Ma
• Yilin Wang
• Yunqian Chang
• Yangzhi Xie
• Lin Wu
• Jianghua Huang
• Zijian Xiao

抄録

背景と目的:

放射線誘発性脳損傷（RBI）は、通常、照射後半年から3年後に発症し、しばしば認知機能障害、てんかんなどの神経学的機能障害を示す。重症化すると、広範囲の脳浮腫、さらにはヘルニアを引き起こすこともある。そのため、RBIの病態解明と新たな治療標的の探索は非常に重要な意味を持っている。

BACKGROUND AND PURPOSE: Radiation-induced brain injury (RBI) usually occurs six months to three years after irradiation, often shows cognitive dysfunction, epilepsy, and other neurological dysfunction. In severe cases, it can cause a wide range of cerebral edema, even herniation. It seriously threatens the survival of patients and their quality of life, and it becomes a key factor in limiting the radiation dose and lowering the therapeutic efficacy in recent years. Therefore, studying the pathogenesis of RBI and exploring new therapeutic targets are of great significance.

方法:

本研究では、異なる線量のX線照射後のアストロサイトの活性化と分泌機能、細胞内シグナル伝達物質および転写3（STAT3）シグナル伝達経路の活性化状況を、MTT、免疫細胞学的解析、ウエスタンブロット解析を用いて観察した。さらに、同様の方法で、STAT3の特異的Inhivascular endothelial growth factorbitorsを用いて、照射後のアストロサイトの活性化に果たすシグナル伝達経路における血管内皮増殖因子（VEGF）の役割を探った。

METHODS: In our study, we observed the activation and secretory function in astrocytes as well as the intracellular signal transducer and activator of transcription 3 (STAT3) signal transduction pathway activation status after exposing different doses of X-ray irradiation by using MTT, Immunocytologic analysis, and Western blot analysis. Further, we used the same way to explore the role of vascular endothelial growth factor (VEGF) in signal transduction pathways playing in the activation of astrocytes after irradiating through the use of specificInhivascular endothelial growth factorbitors of STAT3.

結果:

Astは直接活性化され、反応性過形成や肥大化が起こり、活性化マーカーであるグリアフィブリル酸タンパク質の発現が増加し、細胞内の血管内皮増殖因子（VEGF）の発現が増加し、RBIにつながる可能性がある。STAT3経路阻害剤を添加したところ、Ast放射線の活性化のほとんどが抑制され、照射後はVEGFの高レベル発現が低下した。

RESULTS: Ast can be directly activated, reactive hyperplasia and hypertrophy, the expression of the activation marker glial fibrillary acidic protein is increased, and the expression of vascular endothelial growth factor (VEGF) in the cells is increased, which may lead to RBI. After the addition of STAT3 pathway inhibitor, most of the Ast radiation activation was suppressed, and the expression of high-level expression of VEGF decreased after irradiation.

結論:

その結果、X線照射はアストロサイトの活性化を持続的に誘導し、STAT3シグナル伝達経路を活性化することを明らかにしました。また、X線照射がアストロサイトの活性化とサイトカインの分泌を誘導することも明らかにした。

CONCLUSION: Our findings demonstrated that X-ray irradiation directly induced the activation of astrocytes in a persistent manner and X-ray irradiation activated STAT3 signaling pathway. As the same time, we found that X-ray irradiation induced the activation of astrocytes and secretion cytokine. The STAT3 signaling pathway may participate in the pathogenesis of radiation-induced brain injury.

© 2020 The Authors. Brain and Behavior published by Wiley Periodicals, Inc.